Helló, Habr! Az utóbbi néhány évben a LEGO Education WeDo 2.0 oktatási készlet és a Scratch gyermekprogramozási nyelv párhuzamosan fejlődött, de az év elején a Scratch támogatást kapott a fizikai objektumokhoz, beleértve a LEGO Education modulokat is. Arra fogunk beszélni, hogyan lehet ezt a kombinációt felhasználni a robotika tanítására, és hogy mit kínál ez a diákoknak és pedagógusoknak ebben a cikkben.
A robotika és a programozás tanulmányozásának fő célja nemcsak a tervezés és a kódolás oktatása, hanem univerzális készségek kialakítása is. Elsődlegesen a projektalapú gondolkodásé, amelyre a 90-es és 2000-es évek iskoláiban szinte nem fordítottak figyelmet, de amelyet napjainkban aktívan fejlesztenek minden iskolai tantárgy keretein belül. A feladat megfogalmazása, a hipotézisek felállítása, a lépésről lépésre történő tervezés, a kísérletezés, az elemzés — ez alapján épül fel szinte bármilyen modern szakma, azonban a standard iskolai tantárgyakon belül, ahol nagyon nagy a „bükkfák” aránya, ezeket nehéz fejleszteni.
A robotika megkönnyíti más iskolai tantárgyak elsajátítását a fizikai törvények gyakorlati bemutatásán keresztül. Például Júlia Panyatovszkaja, egy alsó tagozatos tanár nekünk, hogy tanítványai hogyan építették meg az első modellt — egy lábtalan békát, írtak egy programot a mozgatására, és elindították. Amikor a béka nem mozdult el, a gyerekek technikai hibákat kezdtek keresni, de végül arra a következtetésre jutottak, hogy az ok nem a kódban vagy az építésben keresendő, hanem hogy a béka mozgási módja nem megfelelő a szárazföldön.
A vizuális bemutatás elérése érdekében és a gyermekek munkájának egyszerűsítése miatt az oktatási készletek szoftvere a tervezési programok egyszerűsített változata. De az alapprogramozás tanulmányozására nem alkalmasak. Ezt a hiányosságot a LEGO Education készletek külső szoftverrel való használatával lehet orvosolni: a WeDo 2.0 programozható a Scratch oktatási nyelv segítségével.
A LEGO Education WeDo 2.0 saját lehetőségei
A LEGO Education WeDo 2.0 alapcsomag 7-10 éves gyermekek számára készült. Tartalmazza: WeDo 2.0 Smart Hub, elektromotor, mozgás- és dőlésszenzorok, LEGO Education alkatrészek, alkatrészek rendezésére szolgáló tárolóedények és matricák, WeDo 2.0 szoftver, tanári útmutató és az alapmodellek összeszerelési útmutatói.
Minden modellhez leírtuk, hogy mely fogalmakat magyaráznak különböző tudományágakból. Például a "Lejátszó" segítségével kényelmesen elmagyarázható a gyerekeknek a hang természete és a súrlódási erő, míg a "Táncoló robot" segítségével a mozgás mechanikája. A feladatok változatosak lehetnek, a pedagógus "útközben" is létrehozhatja őket, és sok megoldás létezik, ami segít a gyerekeknek a kauzális összefüggések keresési készségeik fejlesztésében.
A robotika órák és a fizikai törvények magyarázása mellett a készletet programozásra is lehet használni, mert kódot írni, ami "életre kelti" a fizikai objektumokat, sokkal izgalmasabb, mint valami virtuálisat létrehozni.
A LEGO Education WeDo 2.0 vagy a Scratch szoftver
A WeDo 2.0 az National Instruments LabVIEW technológiáját használja, a felület kizárólag különféle színű képes ikonokból áll, amelyeket drag-and-drop segítségével lineáris sorrendbe lehet állítani.
Ezzel a szoftverrel a gyerekek megtanulják, hogyan építsenek egymásra épülő cselekvési láncokat — de ez még mindig messze van a valódi programozástól, és a "szabványos" nyelvekre való áttérés később nagy nehézségeket okozhat. A WeDo 2.0 ideális a programozás oktatásának megkezdésére, de a bonyolultabb feladatokhoz már nem elegendő a tudása.
Itt jön segítségül a Scratch — egy vizuális programozási nyelv, amely a 7-10 éves tanulók számára készült. A Scratchben írt programok színes grafikus blokkokból állnak, amelyek segítségével grafikus objektumokat (sprite-okat) lehet vezérelni.
Különböző értékek megadásával és a blokkok összekapcsolásával játékokat, animációkat és mesefilmeket lehet létrehozni. A Scratch segítségével tanulmányozható a strukturált, objektum- és eseményorientált programozás fogalma, valamint megismerteti a ciklusokkal, változókkal és logikai kifejezésekkel.
A Scratch kicsit nehezebben tanulható, de sokkal közelebb áll a szöveges programozási nyelvekhez, mint a WeDo saját szoftvere, hiszen klasszikus szöveges nyelvek hierarchiája figyelhető meg benne (a program fentről lefelé olvasható), és szükség van a behúzások betartására különböző operátorok (while, if…else stb.) használatakor. Fontos az is, hogy a parancs szövege megjelenik a programozási blokkban, és ha eltávolítjuk a „színesítést”, akkor olyan kódot kapunk, amely szinte alig különbözik a klasszikus nyelvektől. Ezért a gyermek számára sokkal könnyebb lesz átállni a Scratch-ről a „felnőtt” nyelvekre.
Hosszú ideig a Scratch-ben írt parancsok csak virtuális objektumokkal való munkát tettek lehetővé, de 2019 januárjában megjelent a 3.0-ás verzió, amely fizikai objektumokat (beleértve a LEGO Education WeDo 2.0 modulokat) is támogat az Scratch Link alkalmazás segítségével. Most ugyanazokkal a játékokkal és mesékkel lehet interakcióba lépni motorok és érzékelők segítségével.
A WeDo 2.0 saját szoftverével ellentétben a Scratch számos lehetőséget biztosít: az alapvető szoftverbe csak egy saját hangot lehet beépíteni, nincs lehetőség saját eljárások és funkciók létrehozására (azaz parancsok egy blokkba való összegyűjtésére), míg a Scratch-nek nincsenek ilyen korlátai. Ez nagyobb szabadságot és lehetőségeket biztosít mind a tanulók, mind a tanár számára.
Tanulás LEGO Education WeDo 2.0 segítségével
A standard óra magában foglalja a feladat megbeszélését, a konstrukciót, a programozást és a reflexiót.
A feladatot egy animált prezentáció segítségével lehet megjelölni, amely a tananyag része. Ezt követően a gyerekeknek hipotéziseket kell felállítaniuk arról, hogy a mechanizmus hogyan működik.
A második lépésben a gyerekek közvetlenül a LEGO-robot összeszerelésével foglalkoznak. Általában a tanulók párban dolgoznak, de egyéni vagy csoportos munka is lehetséges. Minden egyes 16 lépésről lépésre történő projekt részletes útmutatók állnak rendelkezésre. Továbbá 8 nyitott projekt teljes kreatív szabadságot biztosít a feladat megoldásának megválasztásában.
A programozási szakaszban figyelembe kell venni, hogy érdemesebb először a WeDo 2.0 saját szoftverével kezdeni. Amikor a gyerekek elsajátítják ezt, és megtanulnak dolgozni a blokkokkal és modellekkel, logikai lépést tehetünk a Scratch felé.
Az utolsó szakaszban az elkészült munka elemzése zajlik, táblázatok és grafikonok készülnek, kísérletek folynak. Ezen a ponton lehet feladatot adni a modell továbbfejlesztésére vagy a mechanikai vagy szoftveres rész finomítására.
Hasznos anyagok
- a LEGO WeDo 2.0 számára tanárok részére
- a LEGO WeDo 2.0-hoz
- Hivatalos Scratch
- Kiterjesztés fizikai objektumokkal (beleértve a WeDo 2.0-t) való munkához Scratch-ben
- WeDo 2.0.
- 11 óra a LEGO Education WeDo 2.0 készletek felhasználásával
- a WeDo 2.0 modellek összeszereléséhez
Forrás: habr.com
